[发明专利]激光退火反应装置

说明书

本发明提供一种激光退火反应装置，其包括：高压腔体、载片台、穿透板、第一调压阀和第二调压阀；高压腔体的内部设置有反应腔室，高压腔体的表面开设有照射口、进气口和排气口，照射口、进气口和排气口分别与反应腔室连通；高压腔体用于通过进气口向反应腔室充入反应气体，通过排气口将反应腔室内的反应气体排出高压腔体；第一调压阀固定设置在高压腔体的进气口处；第二调压阀固定设置在高压腔体的排气口处；穿透板位于照射口处并与高压腔体密封连接，穿透板用于使激光穿过穿透板对反应腔室内的晶圆进行激光退火；载片台与高压腔体固定连接，载片台用于承载反应腔室内的晶圆。本发明能够提高晶圆在激光退火后结晶的质量。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种激光退火反应装置。

背景技术

在进行半导体芯片制造时，会对某些器件的晶圆背面或者源漏极进行离子注入工艺，此步骤会对晶格造成严重的损伤，所掺杂的杂质离子未能位于正确的晶格位置，因此并不具备有效的电活性，此时需要再对材料进行加热处理，以修复晶格损伤，同时激活杂质离子电活性，这种加热处理工艺即为退火。

传统使用的退火工艺包括炉管退火、闪光灯退火等，由于退火温度低、退火时间长、热影响区比较大等缺点，限制了其在许多工艺流程上的使用。

而激光退火，是指利用脉冲信号的激光输出对材料进行热处理的工艺方法。由于瞬时温度高、作用时间短、热影响区小等优势，激光退火能够很好地满足高效激活的工艺要求，成为芯片制程的关键工艺之一。

但是现有的在对晶圆进行激光退火时，是直接将激光输出口对准晶圆进行退火处理，这样无法避免会在工艺过程中引入杂质，尽管可以通过建立真空腔室的办法降低沾污风险，但是，真空环境不仅成本高，结构复杂，且不利于实现低热预算的氧化工艺。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供的激光退火反应装置，通过提供一个高压无尘的反应腔室，能够提高反应腔室内的晶圆在激光退火后结晶的质量，并快速完成热退火。

本发明提供一种激光退火反应装置，包括：高压腔体、载片台、穿透板、第一调压阀和第二调压阀；

高压腔体的内部设置有反应腔室，高压腔体的表面开设有照射口、进气口和排气口，照射口、进气口和排气口分别与反应腔室连通；

高压腔体用于通过进气口向反应腔室充入反应气体，通过排气口将反应腔室内的反应气体排出高压腔体；

第一调压阀固定设置在高压腔体的进气口处，并用于调节通过进气口的气体的流量；

第二调压阀固定设置在高压腔体的排气口处，并用于调节通过排气口的气体的流量；

穿透板位于照射口处并与高压腔体密封连接，穿透板用于使激光穿过穿透板对反应腔室内的晶圆进行激光退火；

载片台与高压腔体固定连接，载片台用于承载反应腔室内的晶圆。

可选地，排气口的数量为多个。

可选地，多个排气口均匀地分布在载片台的周侧。

可选地，激光退火反应装置还包括：真空泵；

载片台朝向穿透板的表面开设有吸孔，载片台的内部设置有通气道，通气道与吸孔连通，真空泵的进气口与通气道连通，真空泵用于通过吸孔将晶圆吸附在载片台上。

可选地，激光退火反应装置还包括：第二压力计和第三压力计；

第二压力计与高压腔体固定连接，第二压力计用于监测反应腔室内的压力大小；

第三压力计与工作台固定连接，第三压力计用于监测通气道内的压力大小。

可选地，反应气体包括：氧气、氮气和氩气中的至少一种。